《MySQL 技术内幕》MySQL 体系结构和存储引擎

定义数据库和实例

• 数据库领域中很容易混淆的两个词
  • 数据库
    • 物理操作系统文件或其他形式文件类型的集合
  • 实例
    • MySQL 数据库由后台线程以及一个共享内存区组成
    • 数据库实例才是真正用于操作数据库文件的
  • 在 MySQL 数据库中，数据库与实例的关系是一一对应，集群情况下，可能存在一对多的情况
• MySQL 被设计为一个单进程多线程架构的数据库
  • 实例在系统上的表现就是一个进程

MySQL 体系结构

• MySQL 体系结构图（摘自 MySQL 官方手册
  
• 组成部分
  • 连接池组件
  • 管理服务和工具组件
  • SQL 接口组件
  • 查询分析器组件
  • 优化器组件
  • 缓冲（Cache）组件
  • 插件式存储引擎
  • 物理文件
• 区别于其他数据库的最重要特定：插件式的表存储引擎
• 存储引擎是基于表，而不是数据库

MySQL 存储引擎

• InnoDB 是 MySQL 数据库 OLTP 应用中使用最广泛的存储引擎
  • OLTP：Online Transaction processing 在线事务处理

1. InnoDB 存储引擎（默认存储引擎
   • 设计主要目标：面向 OLTP 的应用
   • 主要特点：行锁设计、支持外键、非锁定读、事务
   • 通过多版本并发控制（MVCC）来获得高并发性
   • 实现了 SQL 标准的 4 种隔离级别，默认为 REPEATABLE 级别
     • 使用 next-key locking 的策略来避免 幻读 现象的产生
   • 其他高可用和高性能的功能（插入缓冲、二次写、自适应哈希索引、预读
   • 采用聚集（聚簇）的方式存储表中的数据
     • 按主键的顺序进行存放
     • 若未显式定义，InnoDB 会为每一行生成一个 6 字节的 ROWID，作为主键
2. MyISAM 存储引擎
   • 不支持事务与行锁，支持表锁、全文索引、压缩索引等
   • 主要面向一些 OLAP 数据库应用
     • OLAP：Online Analytical Processing
   • MyISAM 的缓冲池只缓存索引文件，而不是缓冲数据文件（与其他大多数数据库不同
   • 存储引擎表由 MYD 和 MYI 组成
     • MYD：存放数据文件
     • MYI：用来存放索引文件

各存储引擎之间的比较

• 不同 MySQL 存储引擎相关特性比较
  
• 以上展现常用MySQL存储引擎之间的不同之处
  • 存储容量的限制
  • 事务支持
  • 锁的粒度
  • MVCC 支持
  • 支持的索引
  • 备份和复制
• 插入同等大小的数据，InnoDB 占据空间最大，次之 MyISAM（InnoDB、MyISAM、Archive 之间比较

连接 MySQL

• 连接 MySQL 操作：一个连接进程和 MySQL 数据库实例进行通信
  • 本质上是 进程通信
• 常用的进程通信方式
  • 管道
  • 命名管道
  • 命名字
  • TCP/IP 套接字
  • UNIX 域套接字

1. TCP/IP
   • 该方式是 MySQL 数据库在任何平台下都提供的方式，也是网络中使用最多的
   • 在 TCP/IP 连接到 MySQL 实例时，会先检查一张权限视图（权限校验
     • 数据库名：mysql # 表名：user
2. 命名管道和共享内存
   • Windows平台上，如果两个需要进程通信的进程在同一个服务器上，那么可以使用命名管道
     • 配置文件中需要启用 --enable-named-pipe
   • MySQL 还提供了共享内存的连接方式
     • 配置文件中需要启用 --shared-memory
     • 客户端连接时还需要使用 --protocol=memory
3. UNIX 域套接字
   • 在 Linux 和 UNIX 环境下，还可以使用 UNIX 域套接字
     • 只能在 MySQL 客户端 和 数据库实例 在同一台服务器上的情况下才能使用
     • 在配置文件中指定套接字文件的路径：--socket=/tmp/mysql.sock
     • 连接命令样例：mysql -uroot -S /tmp/mysql.stock

小结

• 数据库 与 数据库实例 的区别
• MySQL 体系结构
• MySQL 独有的 插件式存储引擎 的概念
• 常见表存储引擎的特性